DE19618013A1

DE19618013A1 - Kolben, insbesondere für eine Radialkolbenpumpe und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19618013A1
Application number: DE1996118013
Authority: DE
Inventors: Norman Langer
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-05-04
Filing date: 1996-05-04
Publication date: 1997-11-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben, insbesondere für eine Radialkolbenpumpe, gemäß dem Oberbegriff von An spruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens.

Radialkolbenpumpen finden unter anderem Anwendung im Be reich des Automobilbaus in blockiergeschützten Bremsanla gen. Eine derartige Pumpe ist aus der DE 42 36 682 bekannt. Bei dieser Pumpe wird als Ventilglied eine Dichtmanschette bzw. ein Lippenring eingesetzt, der in Durchlaßrichtung überströmt wird und in Schließrichtung den Rückfluß eines Druckmittels sperrt. Dadurch wird die Manschette doppelt ausgenutzt, weil sie gleichzeitig zu Dichtzwecken des Kol bens dient und die Funktion eines Ventiles erfüllt.

Schwierigkeiten bei der Anwendung von Manschetten als Saug bzw. Druckventile ergeben sich dabei durch eine mögliche Spaltextrusion, also die Gefahr, daß durch die Kräfte des strömenden und/oder unter Druck stehenden Druckmittels Tei le der Manschette in Strömungsrichtung bzw. Druckrichtung in den Spalt zwischen Kolbenkörper und Gehäusewand gezogen und somit die Manschette beschädigt wird. Zur Vermeidung von Spaltextrusionen wird deshalb häufig ein Stütz- oder Backring eingesetzt, der an seinem Umfang mit in radialer Richtung offenen und axial durchgehenden Ausnehmungen ver sehen ist. Dadurch wird die Strömung des Druckmittels nur geringfügig behindert, während andererseits durch in Um fangsrichtung zwischen den Ausnehmungen liegende unredu zierte Abschnitte des Stützringes eine hinreichend gute Abstützung für die Manschette erreicht und ein Einklemmen der betroffenen Manschettenteile verhindert wird.

Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß durch die Mon tage von Lippenring und Stützring Verunreinigungen in die Kolbenpumpe und somit in das Bremssystem gelangen können. Es besteht ferner die Möglichkeit, daß Dichtung und/oder Stützring falsch montiert bzw. bei der Montage zu stark gedehnt und somit beschädigt werden. Desweiteren stellt der Stütz- oder Backring ein zusätzliches Bauteil dar, dessen Montage und Anschaffung entsprechende Kosten verursachen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen ins besondere für eine Radialkolbenpumpe geeigneten Kolben vor zusehen, der einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und im Betrieb funktionssicher ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kolben ge löst, bei dem zumindest eine Dichtung mit dem aus Metall oder Kunststoff bestehenden Grundkörper des Kolbens ein stückig verbunden ist. Durch die Verbindung mit dem Grund körper kann die Dichtung nicht mehr in den Spalt zwischen Grundkörper und Gehäusewand gezogen werden, so daß auf den Stützring verzichtet werden kann. Neben der Kostenersparnis ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß die Strömung der Druckflüssigkeit nicht durch den Stützring behindert wird.

In vorteilhafter Weise ist dabei die Dichtung spielfrei mit dem Grundkörper verbunden, wodurch Relativbewegungen der Dichtung bezüglich des Grundkörpers weiter vermieden wer den.

Die zumindest eine Dichtung wird dazu in vorteilhafter Wei se direkt auf den Kolben gespritzt, wobei in der bevorzug ten Ausführungsform das Dichtungsmaterial aus Kunststoff, insbesondere aber aus elastischem Kunststoff wie Elastome ren besteht. Hierdurch wird die Dichtfunktion der Dichtung erleichtert, da die Dichtung zwar fest mit dem Grundkörper verbunden ist, sich aber gleichzeitig an die entsprechende Wand des Pumpengehäuses anlegen kann.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Dichtung als Lip penring bzw. Manschette ausgebildet. Dadurch ist es mög lich, daß die Dichtung auch die Funktion eines Druck- oder Saugventils der Pumpe übernehmen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer der artigen aus Dichtung und Grundkörper bestehenden Kolben einheit umfaßt mehrere einzelne Arbeitsschritte. Zunächst wird der fertig bearbeitete, zum Beispiel durch Drehen oder Spritzgießen hergestellte Grundkörper in eine Spritzform eingelegt. Anschließend wird die vorzugsweise aus einem elastomeren Material bestehende Dichtung direkt auf den Grundkörper gespritzt und danach der Kolben aus der Form entnommen. Beim Aufspritzen des Elastomers geht das Dich tungsmaterial erfindungsgemäß eine form- und/oder kraft schlüssige Verbindung mit dem Grundkörper ein, so daß die Dichtung anschließend einstückig mit diesem verbunden ist.

Dabei ist die Spritzform in zweckmäßiger Weise zweiteilig ausgeführt und vorzugsweise so gestaltet, daß der durch den Spritzvorgang möglicherweise auftretende Grat am radial äußersten Ende der Dichtung entsteht. Dieser Grat kann dann durch die bei der Bewegung des Kolbens im Pumpengehäuse herrschende Reibung abgerieben werden. Es ist aber auch denkbar, daß der Grat an einer anderen Stelle der Dichtung liegt, wo er deren Dichtfunktion nicht beeinträchtigt und aus diesem Grunde stehen bleiben kann. Dies ist insbesonde re auf der Saugseite der Pumpe der Fall.

Je nach Spritzverfahren kann es sein, daß ein mehr oder weniger großer Anguß an der Dichtung verbleibt, der durch einen in der Spritzform befindlichen Speiser hervorgerufen wird. Erfindungsgemäß ist es dann von Vorteil, wenn der Speiser derart angeordnet ist, daß der Anguß an einer Stelle der Dichtung entsteht, die für die Dichtfunktion nicht benötigt wird, also beispielsweise auf der Saugseite der Pumpe. Der Anguß kann dann nach dem Spritzvorgang einfach abgetrennt, beispielsweise abgeschnitten werden.

Eine nähere Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt im folgenden in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnun gen. In diesen zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit einer Nut versehenen Kolbengrundkörpers,

Fig. 2 zwei im Schnitt dargestellte Hälften einer geöff neten Umspritzform mit dem Grundkörper aus Fig. 1,

Fig. 3 die Umspritzform aus Fig. 2 im geschlossenen Zu stand, den darin befindlichen Grundkörper und eine auf diesen gespritzte, im Schnitt gezeigte Dich tung, sowie

Fig. 4 die bereits in Fig. 2 dargestellten geöffneten Hälften der Umspritzform und den fertig bearbeite ten erfindungsgemäßen Kolben.

In den Fig. 1 bis 4 sind die wesentlichen Verfahrensschrit te zur Herstellung eines insbesondere für Radialkolbenpum pen geeigneten erfindungsgemäßen Kolbens 1 dargestellt. Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen aus Metall oder Kunststoff bestehenden Kolbengrundkörper 2, der mit einer oder mehreren Nuten 3 versehen ist. Der Grundkörper 2 ist dabei insbesondere bereits abschließend bearbeitet, bei spielsweise gedreht oder gespritzt.

Fig. 2 zeigt den bereits aus Fig. 1 bekannten Grundkörper 2, der in eine Umspritzform 4 eingelegt wird. Die im Schnitt dargestellte Spritzform 4 umfaßt eine obere Form hälfte 5 und eine untere Formhälfte 6. Die Teilung der Form 4 erfolgt vorzugsweise derart, daß ein beim anschließenden Spritzvorgang möglicherweise zwischen den Formhälften 5, 6 an der Dichtung entstehender Grat am radial äußersten Ende der Dichtung liegt und so im Betrieb abgefahren werden kann. Die Formhälften 5, 6 weisen desweiteren zumindest eine Aussparung 7 auf, durch deren Form die Außenkontur der Dichtung festgelegt wird. Dabei sind verschiedenste Dich tungsformen möglich, die sich durch Spritzgießen herstellen lassen. Die obere Formhälfte 5 umfaßt außerdem einen Spei ser oder Einguß 8, über den das Spritzmaterial in die Form gelangen kann.

Fig. 3 zeigt die bereits in Fig. 2 dargestellte Spritzform 4 im geschlossenen Zustand. In der Form 4 befindet sich der Grundkörper 2, auf den erfindungsgemäß eine Dichtung 9 di rekt aufgespritzt worden ist, so daß Grundkörper 2 und Dichtung 9 eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung eingehen. Dadurch ist die Dichtung 9 einstückig mit dem Grundkörper 2 verbunden und kann nur unter hohem Kraftauf wand von diesem wieder getrennt werden. Dies hat dem Vor teil, daß die Dichtung 9 im Betrieb nicht mehr in den Spalt zwischen Grundkörper 2 und einer nicht dargestellten Wand eines Pumpengehäuses gezogen werden kann. Die Spaltextru sion wird also erfindungsgemäß verhindert, wodurch auf zusätzliche Bauteile, die sonst diese Funktion erfüllen, beispielsweise Stütz- oder Backringe, verzichtet werden kann. In vorteilhafter Weise ist dabei die Dichtung 9 auch spielfrei mit dem Grundkörper 2 verbunden, wodurch Relativ bewegungen zwischen diesen Bauteilen vermieden werden.

Die Dichtung 9 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, ins besondere jedoch aus einem elastomeren Material. Dadurch kann die Dichtung 9 in der bevorzugten Ausführungsform als Lippenring beziehungsweise Manschette gestaltet sein und somit auch die Funktion eines Saug- bzw. Druckventils einer Radialkolbenpumpe übernehmen.

Durch den Speiser 8 entsteht in der dargestellten Ausfüh rungsform an der Dichtung 9 ein Anguß 10. Dieser Anguß 10 wird nach dem Spritzen von der Dichtung 9 abgetrennt, bei spielsweise abgeschnitten. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Anguß 10 an einer Stelle der Dichtung 9 entsteht, die für den Dichtvorgang nicht benötigt wird, beispielsweise auf der Saugseite der Pumpe. Aus diesem Grunde ist auch der Speiser 8 entsprechen in der Form 4 angeordnet.

Fig. 4 zeigt den abschließend aus der Form entnommenen, einen Grundkörper 2 und zumindest eine damit einstückig verbundene Dichtung 9 umfassenden Kolben 1. Der Anguß 10 ist hier bereits von der Dichtung 9 abgetrennt worden, so daß der erfindungsgemäße Kolben 1 einsatzbereit ist. Mit tels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist es also möglich, die Dichtung 9 direkt auf dem Grundkörper 2 zu spritzen. Die aufwendige und kostenträchtige Montage der Dichtung 9 auf den Grundkörper 2 entfällt. Außerdem kann die Dichtung 9 bei der Montage nicht mehr seitenverkehrt eingebaut oder beschädigt werden, was zu einer höheren Funktionssicherheit des Kolbens 1 führt. Durch den erfin dungsgemäßen Herstellungsvorgang wird weiterhin das Ein dringen von Verschmutzungen in den Kolben 1 bei der frühe ren Montage der Dichtung bzw. beim Transport wirksam ver mieden.

Bezugszeichenliste

1 Kolben
2 Grundkörper
3 Nut
4 Umspritzform
5 obere Formhälfte
6 untere Formhälfte
7 Aussparung
8 Speiser
9 Dichtung
10 Anguß

Claims

1. Kolben (1), insbesondere für eine Radialkolbenpumpe, der einen Grundkörper (2) mit zumindest einer Nut (3) und jeweils darin angeordnete Dichtungen (9) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Dichtung (9) einstückig mit dem Grundkörper (2) verbunden ist.

2. Kolben (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) spielfrei mit dem Grundkörper (2) verbunden ist.

3. Kolben (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtung (9) auf den Grundkörper (3) aufgespritzt ist.

4. Kolben (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) aus Kunststoff besteht.

5. Kolben (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) aus einem elastomeren Material gebildet ist.

6. Kolben (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) als Lippenring bzw. Manschette ausgebildet ist.

7. Kolben (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) die Funktion eines Ventils er füllt.

8. Verfahren zur Herstellung eines insbesondere für eine Radialkolbenpumpe geeigneten Kolbens (1) mit einem Grundkörper (2) und einer Dichtung (9), dadurch ge kennzeichnet, daß

- der fertig bearbeitete Grundkörper (2) in eine Spritzform (4) eingelegt wird,
- die Dichtung (9) in einem Arbeitsgang direkt auf den Grundkörper (2) gespritzt wird und
- der Kolben (1) aus der Spritzform (4) entnommen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzform (4) derart gestaltet ist, daß ein durch den Spritzvorgang hervorgerufener Grat am radial äu ßersten Ende der Dichtung (9) entsteht.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzvorgang über einen in der Form (4) befindli chen Speiser (8) erfolgt, der derart angeordnet ist, daß ein nach dem Spritzen an der Dichtung (9) verblei bender Anguß, (10) an einem für die Dichtfunktion nicht benötigten Abschnitt der Dichtung (9) entsteht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anguß (10) nach dem Spritzvorgang von der Dichtung (9) abgetrennt wird.